UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
CAMPUS DE LARANJEIRAS
DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E URBANISMO
JÉSSICA MARESSA RODRIGUES SIQUEIRA
PROPOSTA BIOCLIMÁTICA PARA CONJUNTO DE HABITAÇÃO DE
INTERESSE SOCIAL EM ARACAJU/SE
Laranjeiras – SE
JÉSSICA MARESSA RODRIGUES SIQUEIRA
PROPOSTA BIOCLIMÁTICA PARA CONJUNTO DE HABITAÇÃO DE
INTERESSE SOCIAL EM ARACAJU/SE
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado
ao Departamento de Arquitetura e Urbanismo
da Universidade Federal de Sergipe em
Laranjeiras, como requisito para obtenção do
título de Bacharel em Arquitetura e Urbanismo,
sob a orientação de:
Profa. Dra. Carla Fernanda Barbosa Teixeira
Laranjeiras – SE
JÉSSICA MARESSA RODRIGUES SIQUEIRA
PROPOSTA BIOCLIMÁTICA PARA CONJUNTO DE HABITAÇÃO DE
INTERESSE SOCIAL EM ARACAJU/SE
Trabalho de Conclusão de Curso defendido(a) e aprovado(a) em
____/____/______, pela seguinte banca examinadora:
_________________________________________________ Profª. Drª. Carla Fernanda Barbosa Teixeira
_________________________________________________ Profª. Msc. Raquel Kohler
_________________________________________________ Msc. Elso de Freitas Moisinho Filho
AGRADECIMENTOS
Agradeço, primeiramente, a Deus, sem Ele nada seria possível.
Aos meus pais que sempre me incentivaram, me apoiaram e não mediram esforços para que eu pudessem concluir mais essa etapa da minha vida.
À professora Dra. Carla Fernanda Barbosa Teixeira pela paciência nas orientações e apoio que tornaram possível a conclusão deste trabalho.
Aos meus amigos e colegas de curso pelo companheirismo durante todos esses anos, em especial, a Kelly Janaína pelo incentivo e ajuda compartilhada no desenvolvimento desse trabalho.
À todos que me auxiliaram direta ou indiretamente. Muito obrigada!
RESUMO
A situação habitacional, no Brasil, é considerada um dos principais problemas sociais urbanos na atualidade. Embora sejam realizados investimento por parte do Governo para suprir a demanda existente, as habitações construídas são baseadas em modelos que, muitas vezes, não consideram o conforto térmico para sua elaboração. Para que a moradia apresente tal conforto, ela deve ser adequada ao local onde está inserida, tendo como referência de adaptação o bioclima. Assim, este trabalho tem como produto, a nível de anteprojeto, a proposta de projeto bioclimático para conjunto de habitação de interesse social em Aracaju, Sergipe. Adotaram-se a ventilação natural e o sombreamento como principais estratégias bioclimáticas e, utilizou-se de materiais construtivos e componentes arquitetônicos que possuem propriedadas térmicas necessárias e eficazes, de acordo com a NBR 15220/05 - Norma Brasileira que trata do zoneamento bioclimático brasileiro e das diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social – para melhorar o desempenho térmico das edificações. A proposta habitacional é baseada no projeto original de HIS e cuja adoção das estratégias supracitadas constituíram-se três variações de soluções de implementação das ferramentas bioclimática. A adoção de diferentes materiais e técnicas construtivas, mas que, apesar das distinções, puderam apresentar semelhantes atributos de alcance do desempenho térmico satisfatório na habitação.
PALAVRAS-CHAVE: Habitação de interesse social, adequação, bioclimático,
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Conjunto Habitacional Pedregulho ... 14
Figura 2 - Conjunto habitacional Getúlio Vargas ... 15
Figura 3 - Conjunto Habitacional Padre Manoel de Nóbrega ... 17
Figura 4 - Efeitos da radiação no globo terrestre ... 26
Figura 5 - Circulação dos ventos na atmosfera terrestre ... 28
Figura 6 - Brisas diurnas e noturnas entre as massas de terra e água ... 29
Figura 7 - Influência da topografia na formação do microclima ... 30
Figura 8 - Efeitos da vegetação na configuração do fluxo do vento ... 31
Figura 9 - Ciclo hidrológico ... 33
Figura 10 - Gradiente do vento para diferentes áreas ... 34
Figura 11 - Carta Bioclimática de Olgyay ... 36
Figura 12 - Carta bioclimática de Givoni adaptada para o Brasil ... 37
Figura 13 - Implantação do conjunto habitacional no bairro Lamarão ... 40
Figura 14 - Plantas baixas do conjunto habitacional no Lamarão. ... 41
Figura 15 - Fachada lateral da unidade habitacional no Lamarão ... 41
Figura 16 - Perspectiva isométrica das habitações geminadas ... 43
Figura 17 - Implantação da proposta do Conjunto Habitacional na cidade de Macaíba/RN ... 43
Figura 18 - Planta baixa das unidades habitacionais geminadas ... 44
Figura 19 - Propostas de ampliação das unidades habitacionais ... 45
Figura 20 - Vista explodida das habitações geminadas, com a indicação dos materiais ... 46
Figura 21 - Modelo do protótipo proposto para a região de Belo horizonte ... 47
Figura 22 - Modelo de implantação ideal, seguindo a orientação solar ... 47
Figura 23 - Modelo de ventilação cruzada do protótipo, com a saída de ar quente na parte superior ... 48
Figura 24 - Modelo de iluminação direta sobre os planos de tarefas visuais, aplicação sobre a bancada da cozinha ... 48
Figura 25 - Modelo de instalação do sistema de energia solar, com o conjunto do reservatório de água e os coletores solares sobre o brise-soleil ... 49
Figura 26 - Perspectiva ilustrativa do conjunto habitacional ... 50
Figura 27 - Diagrama de usos da edificação em blocos modulares ... 50
Figura 28 - Opções de layout das plantas baixas ... 51
Figura 29 - Proposta de modificação das fachadas ... 51
Figura 30 - Tipos de fachadas ... 52
Figura 31 - Ventilação natural no interior da edificação... 52
Figura 32 - Estratégias para reduzir os efeitos da radiação solar no verão... 53
Figura 33 - Perspectiva de dois sobrados conjugados ... 54
Figura 34 - Estratégias de ventilação e iluminação da unidade habitacional ... 54
Figura 35 - Implantação do projeto de Menção Honrosa, 2010... 55
Figura 37 - Carta bioclimática da cidade de Aracaju ... 57
Figura 38 - Exemplos de configurações das edificações e o efeito da ventilação ... 58
Figura 39 - Muros baixos e afastamento das edificações permitindo a ventilação entre elas ... 58
Figura 40 - Disposição da edificação com relação a orientação dos ventos dominantes ... 59
Figura 41 - Efeito da localização das aberturas numa edificação térrea ... 60
Figura 42 - Efeito da localização das aberturas em paredes opostas ... 60
Figura 43 - Janela tipo basculante com venezianas ... 61
Figura 44 - Peitoril ventilado ... 61
Figura 45 - Aproveitamento da ventilação natural pela adaptação da caixa d’água .. 62
Figura 46 - Efeito da localização do shed no fluxo de ar no interior dos ambientes .. 63
Figura 47 - Coberturas metálicas associadas aos sheds nas obras de Lelé ... 63
Figura 48 - Efeito do cobogó como redutor de velocidade do vento ... 64
Figura 49 - Penetração da luz natural no ambiente através do cobogó ... 64
Figura 50 - Vedações internas permeáveis à passagem do ar em Pilar/AL ... 65
Figura 51 - Varanda com beiral amplo ... 65
Figura 52 - Efeitos da marquise e pérgula sobre a ventilação e insolação... 66
Figura 53 - Brise frontal com lâminas fixas de alumínio aplicadas na vertical e horizontal ... 66
Figura 54 - Brise superior com lâminas reguláveis de madeira ... 67
Figura 55 - Utilização de árvore para produção de sombra... 68
Figura 56 - Mapa de Sergipe, com destaque ao município de Aracaju ... 69
Figura 57 - Gráfico interpolado de temperatura e precipitação de Aracaju ... 69
Figura 58 - Imagem de satélite da cidade de Aracaju, com destaque à área de intervenção ... 70
Figura 59 - Mapa de identificação dos equipamentos e serviços no entorno do terreno ... 71
Figura 60 - Escassez de vegetação, com a presença da única árvore no terreno .... 72
Figura 61 - Massa arbustiva presente no terreno ... 72
Figura 62 - Córrego presente na extremidade direita do terreno ... 72
Figura 63 - Localização do Terreno ... 73
Figura 64 - Carta solar de Aracaju do Analysis SOL-AR ... 74
Figura 65 – Análise climática do terreno ... 74
Figura 66 - Implantação do conjunto habitacional ... 77
Figura 67 – Esquema de distribuição da ventilação no interior das quadras... 78
Figura 68 – Detalhe da quadra com a alameda de pedestres ... 79
Figura 69 – Via secundária de tráfego sinuosa com o estacionamento ... 80
Figura 70 - Modelo do contentor de resíduos ... 80
Figura 71 - Corte da via com a localização da lixeira ... 81
Figura 72 - Espécies selecionadas para arborização ... 83
Figura 73 - Esquema da localização do banco de dutos da fiação subterrânea e iluminação pública ... 84
Figura 75 - Planta de layout dos Modelos 1 e 2 (à esquerda) e Modelo 3, com suas
possíveis ampliações futuras ... 87
Figura 76 - Planta baixa de layout da unidade habitacional acessível ... 88
Figura 77 – Modelo 1 da unidade habitacional ... 90
Figura 78 - Esquema da cobertura para o Modelo 1 da unidade habitacional ... 91
Figura 79 - Janela dupla, em madeira com veneziana e vidro, com bandeira superior ... 91
Figura 80 – Parede de cobogó aplicada no Modelo 1 da unidade habitacional ... 92
Figura 81 - Modelo do cobogó desenvolvido ... 92
Figura 82 - Pergolado de madeira com brisas horizontais ... 93
Figura 83 - Modelo 2 da unidade habitacional ... 93
Figura 84 - Esquema da cobertura para o Modelo 2 da unidade habitacional ... 94
Figura 85 - Janela dupla em madeira e vidro ... 94
Figura 86 - Parede de cobogó aplicado no Modelo 2 da unidade habitacional ... 95
Figura 87 - Brises aplicado em frente as janelas no Modelo 2 da unidade habitacional ... 95
Figura 88 - Modelo 3 da unidade habitacional ... 96
Figura 89 - Esquema da cobertura, com o detalhe da telha, para o Modelo 3 da unidade habitacional ... 97
Figura 90 - Janela com peitoril ventilado utilizado ... 97
Figura 91 - Brises metálicos acompanhando a curvatura... 98
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Evolução Populacional 1991-2010 ... 19 Tabela 2 - Estimativa do Déficit Habitacional de Aracaju em 2010 ... 20 Tabela 3 - Unidades habitacionais entregues em 2013 e a serem construídas em
2014 ... 20 Tabela 4 - Custos de terra, infraestrutura e construção da habitação ... 22 Tabela 5 - Diretrizes de ocupação do solo do Plano Diretor de Aracaju para a ZAB 76 Tabela 6 - Lista de áreas e dimensões mínimas dos ambientes residenciais para
Aracaju... 76 Tabela 7 – Áreas dos ambientes da unidade habitacional ... 86 Tabela 8: Transmitância térmica, atraso térmico e fator de calor solar admissíveis
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ... 11
1.1 JUSTIFICATIVA ... 11
1.2 OBJETIVO... 12
2 REFERENCIAIS TEÓRICOS ... 12
2.1 HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL ... 12
2.1.1 Definições... 12
2.1.2 Um breve histórico da habitação social no Brasil ... 13
2.1.3 A situação atual da habitação social em Aracaju ... 19
2.2 O CONFORTO TÉRMICO... 22
2.2.1 O organismo humano e o equilíbrio térmico... 23
2.2.2 Variáveis climáticas ... 25
2.2.2.1 Fatores climáticos globais ... 25
2.2.2.2 Fatores climáticos locais ... 29
2.2.2.3 Elementos climáticos ... 31
2.3 ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA ... 35
2.3.1 Cartas Bioclimáticas ... 36
2.3.2 NBR 15220/05 – Desempenho Térmico de Edificações ... 38
2.3.3 Software Analisys Bio ... 39
3 ANÁLISE DE PROJETO DE HIS DA PREFEITURA DE ARACAJU ... 39
4 REFERENCIAIS ARQUITETÔNICOS ... 42
4.1 PROPOSTA DE HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL COM ÊNFASE NO CONFORTO TÉRMICO PARA A CIDADE DE MACAÍBA/RN ... 42
4.2 PROTÓTIPO DE HABITAÇÃO SOCIAL COM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA PARA O CLIMA DE BELO HORIZONTE/MG ... 46
4.3 VENCEDOR DO CONCURSO “HABITAÇÃO PARA TODOS” – CATEGORIA CASAS TÉRREAS ... 49
4.4 MENÇÃO HONROSA DO CONCURSO “HABITAÇÃO PARA TODOS” – CATEGORIA SOBRADOS ... 53
4.5 EXEMPLOS DE TÉCNICAS DE CONDICIONAMENTO PASSIVO ... 56
4.6.1 Desenho urbano ... 57
4.6.2 Componentes Arquitetônicos ... 59
5. ANÁLISE DO OBJETO ... 68
5.2 ÁREA DE INTERVENÇÃO ... 70
5.2.1 Aspectos físicos e ambientais ... 70
5.2.2 Aspectos Legais ... 75
5.2.1.1 Lei de Parcelamento e Ocupação do Solo e o Plano Diretor ... 75
6.3.1.2 Código de Obras e Edificações ... 76
6 PROPOSTA PROJETUAL ... 77
6.1 IMPLANTAÇÃO ... 77
6.2 UNIDADE HABITACIONAL ... 85
6.2.1 Materiais e sistemas construtivos ... 88
6.2.1.1 Modelo 1 ... 90 6.2.1.2 Modelo 2 ... 93 6.2.1.1 Modelo 3 ... 96 7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 99 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 101 APÊNDICE ... 107
11
1 INTRODUÇÃO
1.1 JUSTIFICATIVA
O déficit habitacional pode ser considerado, na atualidade, um dos principais problemas sociais urbanos do Brasil, afetando principalmente as comunidades de baixa renda que possuem dificuldade de adquirir uma habitação (MOTTA, s.d.; ABIKO, 1995). Essa situação está dentro do nosso processo histórico-político de formação das cidades, onde a necessidade de suprir a demanda por habitação é permanente (ABIKO, 1995; FREITAS, 2005).
Observando a história da habitação social no Brasil, percebe-se que, apesar dos investimentos feitos pelo governo para atender o direito e a demanda por moradia da população mais carente, esses programas não solucionam o problema habitacional totalmente. Uma das questões a ser considerada está relacionada ao conforto e a qualidade da habitação de interesse social que, muitas vezes, são deixadas de lado, pelo fato de que um bom projeto estar entendido equivocadamente como um projeto caro (MONTEIRO, 2012).
Na cidade de Aracaju, os problemas enfrentados, em relação à habitação social, não são muito diferentes do restante do país. Os conjuntos habitacionais são, geralmente, implantados na periferia da cidade, em locais ermos e distante do centro, onde a infraestrutura é precária e o acesso aos serviços urbanos é restrito. Já a unidade residencial propriamente dita apresenta dimensões bastante reduzidas e desconfortáveis, seguindo um padrão de projeto pré-estabelecido que é reproduzido de forma repetitiva e automática, sem levar em consideração, muitas vezes, a localização, a implantação, as condicionantes climáticas e o seu entorno.
Para que a habitação social seja adequada, ela deve proporcionar a seu usuário qualidade de vida:
“Qualidade de vida é equidade no acesso à infraestrutura (abastecimento d’água, esgotamento sanitário, limpeza pública, drenagem urbana), é direito à moradia, trabalho, circulação e lazer, é acesso aos bens, equipamentos e serviços urbanos, é a liberdade e capacidade de escolha entre lugares e estilos de vida, é a garantia de conservação dos recursos naturais. Qualidade de vida engloba o conforto, o bem comum e o ambiente. A qualidade de vida pode ser uma apreciação estética e funcional, independente de estudos científicos, dados estatísticos e decisões
12
administrativas. A população, ao perceber a harmonia entre espaços, volumes e usos, quanto à legibilidade plástica e à eficiência das funções moradia, trabalho, circulação e lazer, atribuiria um valor ao ambiente construído e, por conseguinte, uma qualidade de vida aos seus usuários.”
(FREITAS, 2005)
De tal modo, o conforto ambiental está representado pelos elementos do clima urbano (temperatura, umidade, ventilação, iluminação) e fenômenos a eles relacionados (ilhas de calor, inversão térmica, poluição ambiental), tanto quanto pelos elementos da forma e da infraestrutura urbana, que são indicadores e atributos para a construção da qualidade de vida no espaço urbano (ibidem).
1.2 OBJETIVO
Portanto, o presente trabalho pretende adequar a proposta de habitação de interesse social da cidade de Aracaju, como também, o conjunto onde está inserido aos requisitos bioclimáticos, apresentando materiais e técnicas construtivas eficazes para tornar a moradia e o seu entorno, apropriados ao clima da região e, assim, proporcionar qualidade de vida aos seus moradores.
2 REFERENCIAIS TEÓRICOS
2.1 HABITAÇÃO DE INTERESSE SOCIAL
2.1.1 Definições
Segundo Abiko (1995), a definição mais abrangente da habitação é a de abrigo, que se constitui em um espaço que protege o homem dos intrusos e das intempéries. Com o desenvolvimento de suas habilidades, o homem passou a empregar novos materiais e técnicas, tornando esse abrigo cada vez mais elaborado. E com o surgimento das cidades, uma nova função é acrescida a habitação, além de ser o ambiente das atividades domésticas, é o espaço no qual muitas vezes se desenvolve atividades de trabalho.
13 “[...] a moradia é entendida como um direito individual e coletivo a ser
alcançado pela universalização do acesso a unidades com padrão digno, de modo que sejam garantidas condições de habitabilidade em áreas com infraestrutura, saneamento ambiental, mobilidade, transporte coletivo, equipamentos, serviços urbanos e sociais” (BRASIL, 2010).
Dessa forma, não se pode considerar a habitação social apenas por um aspecto isolado, é preciso ter um conhecimento abrangente para compreender essa problemática. A habitação de interesse social é geralmente rotulada como uma residência voltada para a população de baixa renda, assim como define o próprio Plano Diretor de Aracaju. Contudo, ela deve ser entendida também “como o resultado de um processo complexo de produção com determinantes políticos, sociais, econômicos, jurídicos, ecológicos, tecnológicos” (ABIKO, 1995).
Considerando esse amplo conceito da habitação, é necessário que a unidade habitacional contenha alguns requisitos para que se cumpra a sua função social, como também arquitetônica. Oferecer um espaço confortável, saudável e com segurança que esteja integrado adequadamente ao seu entorno e ao ambiente que o circunda, é uma das características indispensáveis que a habitação de interesse social precisa apresentar para tornar-se aquilo que, por definição, deveria ser.
2.1.2 Um breve histórico da habitação social no Brasil
De acordo com Motta (s.d.), desde o fim do século XIX um conjunto de acontecimentos influenciaram a expansão e formação das cidades brasileiras. Com o fim da escravidão muitos negros migraram do campo para as cidades e, simultaneamente, os imigrantes europeus chegaram para trabalhar na recente indústria brasileira. Esses fatores provocaram o crescimento da população nas cidades, fato que ocasionou uma demanda por moradia, transporte e demais serviços urbanos.
A partir de então, surge os primeiros indícios de segregação espacial e a consequente necessidade por habitação (BONDUKI, 1998 apud MONTEIRO, 2012). A questão habitacional passou a ser vista como um problema de saúde pública, pois o crescimento desordenado de habitações coletivas em locais clandestinos, que não possuíam os serviços básicos de saneamento, e sua
14 proximidade com outros bairros ameaçava a higiene sanitária da população urbana. É nessa conjuntura que, no final do século XIX, passa a ser discutida a criação de leis e normas de controle de uso e ocupação do solo e de controle sanitário (LARCHER, 2005).
De acordo com Farah (apud LARCHER, 2005), do início do século XX até a década de 1930, a habitação de interesse social não foi objeto de iniciativa pública no Brasil. A intervenção do Estado esteve presente somente na criação de leis e no incentivo às empresas privadas na construção de vila operárias. Assim, “diversas cidades brasileiras tiveram o problema da habitação agravado, com o poder público atuando de maneira pontual e ineficiente” (MOTTA, s.d.). Somente a partir da Revolução de 30, com a urbanização e industrialização, deu-se início a uma política habitacional no Brasil.
O governo, então, adotou uma política de erradicação das favelas e passou a financiar casas de aluguel por meio dos IAP’s - Institutos de Aposentadoria e Pensão – apesar desse programa não ter como foco principal a habitação, ele contribuiu para a qualidade da construção do programa habitacional do século XX (SOARES, 2006 apud MONTEIRO, 2012). Um dos projetos desenvolvidos, nesse período pelo IAP, foi o Conjunto Habitacional Pedregulho (Figura 1) projetado pelo arquiteto Affonso Reidy, construído em 1948, no Rio de Janeiro. Contudo, a principal medida da política habitacional nesse período foi a criação, em 1946, da Fundação da Casa Popular (FCP), o primeiro órgão nacional responsável pela provisão de moradias para população de baixa renda (AZEVEDO e ANDRADE, 1982).
Figura 1 - Conjunto Habitacional Pedregulho
15 A FCP ficou encarregada de realizar diversas funções relacionadas à política urbana em geral, para tornar viável a construção dos conjuntos habitacionais (MONTEIRO, 2012). Na década de 50, mesmo com o grande avanço da indústria brasileira, a intensa expansão urbana é marcada pela desigualdade, com o crescimento exponencial do problema habitacional, devido à ocupação de favelas e loteamentos ilegais na periferia (MOTTA, s.d.; FARAH, 1988, apud LARCHER, 2005). Nesse contexto, a FCP passa por uma fase de fortalecimento durante o governo JK, passando pelo seu período mais eficaz, com mais investimentos e maior número de unidades habitacionais construídas. Entre elas está o Conjunto Habitacional Getúlio Vargas, projetado pelo arquiteto Flávio Rêgo, construído em 1954 em Deodoro no Rio de Janeiro (Figura 2).
Figura 2 - Conjunto habitacional Getúlio Vargas
Fonte: Cidades Possíveis, 2011
Porém, “devido ao acúmulo de atribuições, à falta de recursos e de força política, somadas à ausência de respaldo legal”, essa fundação se tornou inoperável; tendo as suas funções reduzidas, em 1952, pelo governo federal (MOTTA, s.d.). Apesar das tentativas para restabelecê-la, a FCP teve uma atuação inexpressiva quanto ao número de unidades habitacionais, produzindo “somente 18.132 moradias, enquanto que os IAP’s, surgido com o propósito inicial de cuidar de aposentadorias e pensões, produziram 123.995 unidades habitacionais.” (BONDUKI, 1998 apud MONTEIRO, 2012). Assim, num período de grande
16 crescimento populacional até 1964, houve um déficit estimado de oito milhões de moradias (FARAH, 1988, apud LARCHER, 2005).
O fracasso da Fundação da Casa Popular se deve pelo fato dos programas habitacionais, que são voltados para o benefício da população de baixa renda, estarem vinculados ao mercado financeiro, o qual exige um retorno de investimento do setor. Como a moradia da FCP era integramente subsidiada, ela não estava oferecendo o retorno esperado, e por isso não se conseguiria ampliar significativamente o atendimento a casa própria, quaisquer que fossem as inversões realizadas (AZEVEDO e ANDRADE, 1982).
Com o golpe militar, em 1964, a FCP foi extinta, sendo instituído o Plano Nacional de Habitação que buscava contribuir para a estabilidade social, movimentar a economia e trazer desenvolvimento para o país (AZEVEDO e ANDRADE, 1982). Com ele, foi criado o Banco Nacional da Habitação (BNH) que se tornou o principal órgão da política habitacional e urbana do país (MOTTA, s.d.), com o objetivo de “orientar, disciplinar e controlar o Sistema Financeiro da Habitação” e para promover a construção e a obtenção de casa própria, principalmente pelas classes de menor renda” (AZEVEDO e ANDRADE, 1982).
Segundo Azevedo e Andrade (1982), essa nova política habitacional surge num momento em que é crucial para o novo regime mostrar que é capaz de atacar problemas sociais:
“Buscava-se implementar a produção em massa, para atender às necessidades crescentes de habitações, assim como viabilizar a criação de empregos e a expansão do subsetor edificações no país, onde se consolidava a hegemonia do capital privado nacional. A partir deste momento, as diretrizes da habitação passaram a ser mais técnicas e
econômicas que sociais” (FARAH, 1998 apud LARCHER, 2005)
Até o início da década de 70, com o mercado voltado para a industrialização e para a produção em massa empregando-se novos materiais construtivos, como os elementos estruturais pré-fabricados, o setor teve grande expansão (ibidem, 2005). No entanto, com a crise do petróleo em 1974, o setor habitacional também entrou em declínio, forçando o BNH a redefinir suas metas e estreitar o mercado para combater o déficit habitacional das camadas mais pobres (FARAH, 1996 apud LARCHER, 2005). Assim, a construção de unidades em conjuntos habitacionais teve um aumento expressivo, como exemplo o Conjunto
17 Habitacional Padre Manoel de Nóbrega (Figura 3) em Campinas-SP projetado por Joaquim e Liliana, promovido pela COHAB – Companhia Habitacional - e construído em 1974.
Figura 3 - Conjunto Habitacional Padre Manoel de Nóbrega
Fonte: Sanvitto, 2011
Contudo, o crescimento da crise financeira nos anos 80 acarretou a extinção do BNH em 1986, transferindo suas atribuições para a Caixa Econômica Federal (MOTTA, s/d). Em paralelo à crise do sistema habitacional, no final dos anos 80 foram adotadas “estratégias de racionalização para melhorias de qualidade e produtividade”, com a finalidade de minimizar os custos das construções (FARAH, 1992 apud LARCHER, 2005). Além disso, em 1988, com a vigência da Constituição Brasileira, foi efetivado o processo de descentralização das políticas públicas, passando a gestão dos programas sociais à pertinência dos Estados e Municípios (BRASIL, 2004).
Os anos da década de 90 foram marcados por alguns eventos históricos de âmbito internacional, dentre os quais, o de maior importância foi a Conferência das Nações Unidas sobre Ambiente e Desenvolvimento Humano, realizada no Rio de Janeiro em 1992, reunindo mais de 170 países. Essa reunião teve como resultado a aprovação da Agenda 21, um documento que concilia “métodos de proteção ambiental, justiça social e eficiência econômica”, servindo como instrumento para o desenvolvimento de cidades sustentáveis (BRASIL, s/d).
No mesmo ano, no governo do presidente Itamar Franco, foi constituído o Fórum Nacional de Habitação, que teve como finalidade a construção de uma parceria entre os “interesses envolvidos no financiamento, na produção e no uso da moradia” (MOTTA, s/d). No final do século XX, em 1999, foi criado, pela
18 Medida Provisória nº 1.823 o Programa de Arrendamento Residencial (PAR), com o objetivo específico de propiciar moradia à população de baixa renda, sob a forma de contratos de arrendamento residencial, transformando a aquisição do imóvel mais acessível. (MENEZES, s/d).
Já o início do século XXI, no ano de 2001, foi aprovado o Estatuto da Cidade, que busca garantir a função social da propriedade e a regularização fundiária, entre outros pontos. O fortalecimento dessas políticas deu início, a partir do governo do presidente Luís Inácio Lula da Silva, com a criação do Ministério das Cidades, em 2003, que se tornou o órgão responsável pela Política de Desenvolvimento Urbano (BRASIL, 2004). Posteriormente, em 2004, foi aprovada a Política Nacional de Habitação, que tem como primazia:
“[...] a integração dos assentamentos precários à vida urbana, garantindo os
serviços básicos, como saneamento, regularização fundiária e moradia digna, associada ao desenvolvimento econômico como uma estratégia importante na redução da pobreza e de fortalecimento da sustentabilidade urbana” (PMA, 2011)
Em 2007, foi anunciado o Programa de Aceleração do Crescimento que atua em diferentes áreas (energia, rodovias, portos, saneamento e habitação) para promover o desenvolvimento e que foi capaz de alterar, de certo modo, a limitação de investimento no país desde 1980 (ibidem). Por fim, ainda no governo do presidente Lula, foi criada a principal política de habitação social do país, o Programa Minha Casa Minha Vida - PMCMV, do Ministério das Cidades, lançado em 2009 que tem como objetivo construir moradias para atender as famílias com renda de até 10 salários mínimos (MOTTA, s/d).
Contudo, assim como em outros programas, o PMCMV também possui a participação da iniciativa privada como principal provedora das habitações. Sendo assim, os recursos destinados às construções habitacionais ficaram concentrados para as famílias com renda de 3 a 10 salários mínimos, ainda que a demanda por habitação seja maior para as famílias com renda de até 3 salários mínimos (ibidem, s/d).
Através dos relatos históricos sobre as políticas nacionais para habitação, pode-se perceber que os programas nacionais, que são obrigação e direto do Estado, se tornaram uma questão de mercado (AZEVEDO e ANDRADE, 1982 apud MOTTA, s/d). Essa inversão mostra a contraditória realidade, de conciliar
19 a função social da política habitacional com o interesse empresarial da produção de moradias. Apesar dos investimentos feitos pelo Governo para enfrentar o problema da habitação, como a elaboração de diversidade de programas habitacionais, “os mesmos ainda não foram suficientes para atender a demanda da população de baixa renda” (PMA/SEPLAN, 2011).
2.1.3 A situação atual da habitação social em Aracaju
Como visto no item anterior, a habitação para a população de baixa renda é um problema histórico que persiste até os dias atuais em todo o território nacional. O município de Aracaju está inserido nessa problemática urbana. A administração pública, através da Secretária Municipal da Família e da Assistência Social (SEMFAS), em parceria com o Governo Estadual e o Ministério das Cidades, beneficia os inscritos em programas habitacionais com moradias de interesse social.
O déficit habitacional de Aracaju vem sendo acumulado historicamente pelo seu crescimento e desenvolvimento (PMA, 2011). Nos últimos vinte anos, entre 1991 e 2010, a população de Aracaju apresentou um crescimento 41,96%, enquanto a população sergipana cresceu 38,62% (Tabela 1). Este crescimento maior da capital ocorreu em detrimento de diversos fatores como: concentração da terra, industrialização, políticas públicas habitacionais, desemprego, imigração e outros (ibidem, 2011).
Tabela 1 - Evolução Populacional 1991-2010
Ano Aracaju Sergipe Brasil
1991 402.341 1.491.876 146.825.475 1996 425.726 1.616.185 156.032.944 2000 461.534 1.784.475 169.799.170 2007 520.303 1.939.426 183.987.291 2010 571.149 2.068.017 190.755.799 Fonte: IBGE, 2010
A Prefeitura Municipal de Aracaju, em conformidade com as políticas nacionais, elaborou, em 2011, o Plano Local de Habitação de Interesse Social (PLHIS) que “se propõe a definir diretrizes e formular uma estratégia municipal, a ser implementada na perspectiva de dar uma resposta planejada à sociedade em longo prazo” (PMA, 2011). A proposta do Plano tem como finalidade combater o déficit
20 habitacional, atingindo significativamente a população de renda mais baixa e mais desprovida de acesso aos serviços urbanos.
Segundo a Fundação João Pinheiro (FJP), em 2010, Sergipe possuía um total de 591.400 domicílios particulares permanentes, alcançando um déficit habitacional de 74.387 unidades, representando 12,6% do total de domicílios. Já Aracaju, com um total de 169.586 domicílios particulares permanentes, atingiu, no mesmo ano, um déficit habitacional de 24.481 unidades (Tabela 2) representando 14,4% do total dos domicílios da capital e 4,14% dos domicílios do estado.
Tabela 2 - Estimativa do Déficit Habitacional de Aracaju em 2010 Domicílios precários 1.070 Coabitação familiar 10.533 Ônus excessivo com aluguel urbano 11.478 Adensamento excessivo de domicílios alugados 1.400
TOTAL 24.481
Fonte: Fundação João Pinheiro, 2013
De acordo com a SEMFAS (2014), atualmente existem 5.810 pessoas cadastradas para receber o benefício da casa própria pelos programas habitacionais da Prefeitura de Aracaju. No ano de 2013, já foram construídas e entregues 3.103 unidades habitacionais e para 2014 está previsto a construção de mais 521 unidades, entre casas e apartamentos (Tabela 3). Tendo como base esses dados, seria necessário construir mais 2.186 unidades para suprir a demanda existente. Contudo, sabe-se que o cadastro realizado pela Prefeitura não abrange completamente o déficit habitacional do município.
Tabela 3 - Unidades habitacionais entregues em 2013 e a serem construídas em 2014 BAIRRO ENTREGUES A CONSTRUIR
17 de Março 2335 371 Lamarão 410 _____ Coqueiral 358 _____ Santos Dumont _____ 150 TOTAL 3103 521 Fonte: SEMFAS, 2014
Para vencer esse déficit, é necessário fazer o uso de programas habitacionais existentes no Plano Nacional de Habitação. Dentre os programas
21 desenvolvidos pela Prefeitura de Aracaju estão o Programa de Arrendamento Residencial (PAR) e o Programa Minha Casa Minha Vida (PMCMV). De acordo com a Portaria de n° 93 do governo federal, de 24 de Fevereiro de 2010, que dispõe sobre a aquisição e alienação de imóveis sem prévio arrendamento no âmbito do PAR e do PMCMV, os programas possuem atores sociais, que são os principais responsáveis pela efetivação do programa: o poder público municipal é incumbido de cadastrar e contemplar as famílias; a Caixa Econômica Federal é o agente aprovador e fiscalizador das obras e projetos; o FAR – Fundo de Arrendamento Residencial – atua como financiador e as empresas de construção civil são encarregadas pela execução dos projetos.
O Programa de Arrendamento Residencial foi criado para atender à necessidade de habitação da população que reside em centros urbanos. O programa fica encarregado pela compra do terreno e pela contratação de uma construtora privada, responsável por construir as unidades habitacionais. Finalizada a construção, a CEF seleciona as famílias beneficiárias e as unidades são arrendadas com opção de compra do imóvel ao final do período contratado, que é de 180 meses (CEF, s/d). O PMCMV, criado em 2009, disponibiliza recursos subsidiados para a produção e compra de novos projetos habitacionais de interesse social para famílias que vivam em qualquer município brasileiro (PMA, 2011).
Para participar dos programas, as famílias devem possuir renda mensal limite de três salários mínimos. Segunda a Portaria mencionada, o valor máximo para a aquisição de uma casa elaborada pelo programa no estado de Sergipe é de R$ 37.000,00. Mas, em estudo realizado em diversos conjuntos habitacionais de Aracaju (PMA, 2011), o custo total de um domicílio é de R$ 27.636,05 (Tabela 4). A contribuição do beneficiário para a obtenção do imóvel é feita pelo financiamento, com prestação mensal de 10% da renda familiar, com parcelas mínimas de 50 reais. Vale destacar que os limites estabelecidos pela modalidade referem-se ao financiamento enquadrado na faixa de renda familiar de até três salários mínimos.
22 Tabela 4 - Custos de terra, infraestrutura e construção da habitação
TIPO DE SOLUÇÃO
CUSTO MÉDIO POR DOMICÍLIO Urbanização com implantação de infraestrutura em assentamentos precários. 5.369,09 Unidade habitacional unifamiliar com execução de infraestrutura pública 14.209,70 Lote de 126 m², acrescido de 40% por conta de urbanização. 8.057,26
TOTAL 27.636,05
Fonte: EMURB, CEF apud PLHIS, 2011
A Cartilha do PMCMV, fornecida pela CEF, apresenta algumas diretrizes que podem favorecer a disponibilidade de terrenos com melhor localização na cidade para implantação de projetos habitacionais, através de instrumentos presentes no Plano Diretor. No município de Aracaju existem áreas vazias, com grande valor de mercado. A aquisição dessas terras para fins de políticas habitacionais pode ser realizada por meio das operações imobiliárias explanadas na Cartilha, que também estão inseridas no PDDUS de Aracaju.
2.2 O CONFORTO TÉRMICO
O conforto, de um modo geral, pode ser entendido como comodidade, alívio, bem-estar, estado de satisfação física ou moral, consolo. Existem vários conceitos1 e requisitos sobre o conforto que podem variar de acordo
com o tempo e o espaço, a cultura, o clima e as áreas de interesse.
A Arquitetura tem como uma de suas funções fornecer meios para elaboração de abrigo ao homem e atender suas exigências de conforto, no qual o conforto térmico está inserido. A necessidade humana de manter seu organismo em funcionamento adequado se deve, em boa parte, a manutenção do seu equilíbrio térmico. Assim, a Arquitetura deve proporcionar condições adequadas ao conforto
1 “Conforto – Ato ou efeito de confortar(-se); Consolo, alívio; Do inglês ‘comfort’: bem-estar material;
comodidade” (FERREIRA, Aurélio. 1986)
“Conforto – Tudo o que constitui o bem-estar material: gostar de conforto” (Grande Enciclopédia Larousse Cultural, 1998, v. 7, p. 1560)
“Confortável – Que contribui para o bem-estar, para os prazeres da vida: uma casa confortável” (Grande Enciclopédia Larousse Cultural, 1998, v. 7, p. 1560).
23 térmico humano no interior das construções, independentemente da situação externa. (FROTA e SCHIFFER, 2001)
Portanto, o conforto térmico pode ser definido como “a situação de satisfação psicofisiológica com as condições térmicas de um ambiente onde a manutenção da homeostase humana é obtida” (EDHOLM, 1985; GIVONI, 1976 apud BITTENCOURT, 2008). Sendo assim, as exigências humanas de conforto térmico estão relacionadas a questões psicológicas de satisfação do ambiente como também as condições climáticas e do entorno que interferem no equilíbrio fisiológico. Para obter um resultado térmico nas edificações é necessário ter o conhecimento de diversos elementos que estão a ele vinculados: as exigências humanas de conforto térmico, o clima e suas variações, os mecanismos de trocas de calor, as características térmicas dos materiais, os dados relativos ao entorno e dos mecanismos gerais para o partido arquitetônico adequado a climas específicos. (FROTA e SCHIFFER, 2001; ROMERO, 2000). O entendimento desses elementos e da associação entre eles pode contribuir para a obtenção de uma arquitetura bioclimática.
2.2.1 O organismo humano e o equilíbrio térmico
O homem, por ser um animal homeotérmico, necessita manter sua temperatura corporal interna constante, aproximadamente 37°C. O ser humano precisa liberar certa quantidade de calor para estabelecer esse equilíbrio térmico com o meio, o qual ocorre através de diferentes processos de trocas térmicas. O organismo humano, que é comparado a uma máquina térmica, produz sua energia a partir das reações químicas entre elementos combustíveis orgânicos, o metabolismo (FROTA e SCHIFFER, 2001; ROMERO, 2000).
Segundo Frota e Schiffer (2001), as trocas de calor podem ser secas - que envolvem variação de temperatura - ou úmidas – que envolvem a mudança de estado (liquido e gasoso) da água:
Radiação:troca de calor seca entre dois corpos — que guardam entre si uma distância qualquer — através de sua capacidade de emitir e de absorver energia térmica;
24 Condução: troca de calor seca entre dois corpos que se tocam ou mesmo
partes do corpo que estejam a temperaturas diferentes;
Convecção: troca de calor seca entre dois corpos, sendo um deles sólido e o outro um fluido (líquido ou gás);
Evaporação: troca térmica úmida proveniente da mudança do estado líquido para o estado gasoso;
Condensação: troca térmica úmida decorrente da mudança do estado gasoso do vapor d’água contido no ar para o estado líquido;
Segundo Toledo (apud ROMERO, 2000), a termorregulação é um dos meios de controlar a perda de calor do homem para o meio. A pele é o órgão termorregulador do organismo humano e é através dela que ocorrem as trocas calor. Por meio da regulagem vasomotora do fluxo sanguíneo e da transpiração ativa, a temperatura da pele é ajustada (FROTA e SCHIFFER, 2001). Assim, a sensação de conforto térmico é atingida quando esses mecanismos autorreguladores estão em atividade mínima (FREITAS, 2005).
Outro fator que interfere nas trocas de calor do corpo com o meio são as vestimentas. Elas devem ser utilizadas adequando-se ao clima e as atividades desenvolvidas pelo indivíduo. Diversos tipos de roupas funcionam como um obstáculo, produzindo um isolamento térmico, pois formam uma camada, mesmo que mínima, de ar parado. Essa barreira criada dificulta, por exemplo, a troca de calor por convecção entre o vento e o corpo humano (BITTENCOURT, 2010; FREITAS, 2005; FROTA e SCHIFFER, 2001).
A percepção térmica do homem também depende da atuação de elementos climáticos, principalmente a temperatura, a radiação solar, a umidade e o movimento do ar. A partir da combinação desses quatros elementos, atuando sobre o organismo humano, associados à atividade desenvolvida e a vestimenta, são determinadas ‘zonas de conforto’ de acordo com a necessidade do ser humano de manter um equilíbrio higrotérmico (FREITAS, 2005; FROTA e SCHIFFER, 2001; ROMERO, 2000).
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2.2.2 Variáveis climáticas
Segundo Romero (2000), o estudo do clima abrange a formação resultante de fatores geomorfológicos e espaciais, assim como a caracterização dele definida por seus elementos. Assim, para um melhor entendimento da influência do clima sobre o homem e o ambiente, as variáveis climáticas foram divididas em fatores climáticos – radiação solar, latitude, longitude, altitude, vento, distribuição de massas de terra e água, topografia, vegetação e superfície do solo -, os quais estão subdivididos em fatores globais e locais, e em elementos climáticos – precipitações, temperatura, umidade e movimentação do ar.
2.2.2.1 Fatores climáticos globais
Segundo Romero (2000) os fatores globais “são aqueles que condicionam, determinam e originam o clima nos seus aspectos macro ou mais geral”.
a) Radiação solar
Como visto anteriormente, a radiação é uma troca de energia entre dois corpos em que emite e absorve energia térmica. No caso da radiação solar, ondas eletromagnéticas são transmitidas pelo Sol e parcialmente absorvidas pela atmosfera terrestre, provocando variação na temperatura do ar (Figura 7). A quantidade de radiação que é absorvida e/ou refletida varia conforme com as estações do ano, a latitude, a nebulosidade, a quantidade de vapor d’água, a movimentação aparente do Sol e a característica da superfície de incidência (FROTA e SCHIFFER, 2001; ROMERO, 2000).
Segundo Lamberts (2005), a incidência do calor solar que atinge a Terra - radiação global - pode ser classificada em radiação direta ou difusa (Figura 4). A radiação direta é a porção da radiação solar que atinge diretamente a superfície de contato sem que haja qualquer interação com a atmosfera. Já a radiação difusa é a fração da radiação solar que atravessa a atmosfera sendo difundida pelos constituintes atmosféricos sofrendo alteração em sua direção.
26 Figura 4 - Efeitos da radiação no globo terrestre
Fonte: Crowther, 1977 apud Romero, 2000
Sendo assim, a radiação terrestre é maior quando o céu está claro e sem nuvens, apresentando uma maior parcela da radiação direta. Já quando a atmosfera está nublada “pode apresentar uma parcela de radiação difusa maior que a parcela direta” (ibidem, 2005). A incidência da radiação global é totalmente difusa nas proximidades da aurora e do crepúsculo e em “dias completamente nublados” (ibidem, 2005; ROMERO, 2001).
Na arquitetura, a incidência da radiação direta no interior dos ambientes deve ser avaliada de maneiras diferentes conforme a característica do clima da região onde está implantada a edificação. Para os climas frios, a radiação direta deve ser estimulada para promover o aquecimento, enquanto que nos climas quentes, a radiação deve ser evitada, sendo apenas almejada para alcançar iluminação natural (LAMBERTS, 2005).
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b) Latitude, Longitude e Altitude
A latitude, longitude e a altitude são grandezas que determinam o posicionamento de um ponto no globo terrestre. A primeira é a distância medida a partir da linha do Equador. Segundo Frota e Schiffer (2001), a latitude, aliada a época do ano, determina o ângulo de incidência dos raios solares com relação ao horizonte e a quantidade de radiação solar a ser recebida em uma localidade. Sendo assim, “quanto maior for a latitude de um local, menor será a quantidade de radiação solar recebida” (ibidem, 2001).
A longitude é a distância medida a partir do Meridiano de Greenwich. Segundo Fitch (1971 apud Romero, 2000), a longitude não tem a mesma importância que a latitude, pois se refere mais a localização geográfica que ao clima propriamente dito. Já a altitude é a distância medida em relação ao nível do mar, devido a isso, é um dos fatores que mais influencia na variação de temperatura do ar conforme Romero (2000):
“Ao aumentar a altura, o ar está menos carregado de partículas sólidas e
líquidas, e são justamente estas partículas que absorvem as radiações solares e as difundem aumentando a temperatura do ar.”
c) Vento
Segundo diversos autores, as oscilações das variações sazonais, a heterogeneidade do global na absorção de radiação, a presença de massas de água, de acidentes geográficos ou da vegetação natural e o movimento de rotação da Terra afetam a distribuição da temperatura e da pressão atmosférica sobre a superfície terrestre. A diferença de temperatura entre as massas de ar gera um fluxo de ar, que se desloca das áreas de alta pressão, onde o ar é mais frio e pesado, para as áreas de baixa pressão, onde o ar é mais quente e leve (BITTENCOURT, 2010; FROTA e SCHIFFER, 2001; LAMBERTS, 2005; ROMERO, 2000).
Sendo assim, na região localizada entre os Trópicos, encontra-se a zona mais aquecida do globo devido à radiação solar, nela o ar é expandido e se torna mais leve, deslocando-se verticalmente e criando zonas de baixa pressão. Nestas zonas, as correntes de ar decorrentes das regiões subtropicais provocam uma circulação horizontal. Parte do ar aquecido sobe até determinado ponto onde volta a resfriar e desce novamente, criando zonas de alta pressão que se
28 movimentam na direção Norte e Sul (Figura 5) (BITTENCOURT, 2010; FROTA e SCHIFFER, 2001; ROMERO, 2000).
Figura 5 - Circulação dos ventos na atmosfera terrestre
Fonte: Koenigsberger et al., 1974 apud Frota e Schiffer, 2001
Segundo Romero (2000), o movimento de rotação da Terra, que é no sentido de Oeste a Leste, gera uma força mecânica conhecida como Força de Coriolis. Bittencourt (2010) afirma que este fenômeno dá origem a um vento que se propaga na direção oposta ao movimento da Terra “que, em conjunto com a circulação horizontal do vento na superfície do globo”, define a configuração da circulação atmosférica. Então, a partir da influência mútua dessas duas forças (Translação e Coriolis) são produzidos os ventos do oeste e alísios que apresentam desvios de deslocamento em direções opostas.
d) Distribuição de massas de terra e água
Segundo Romero (2000) a proporção entre as massas de terra e os corpos de água tem grande influência no clima de um território, já que as próprias não são uniformes numa mesma latitude. A principal influência desses fatores é
29 motivada pela distinta capacidade que eles possuem de absorver o calor. As massas de terra apresentam diferenças de absorção do calor devido às características do solo. A água, que possui o calor específico aproximadamente duas vezes maior que o da terra, necessita de mais energia para elevar a temperatura (FROTA e SCHIFFER, 2001)
Como a terra aquece-se mais ligeiramente que água durante o dia, isso provoca uma movimentação do ar partindo do mar em direção a terra. Durante a noite ocorre o inverso, devido ao resfriamento da água ser mais lento, ela permanecerá aquecida por mais tempo que a terra, ocasionando uma “brisa terra-mar” (Figura 6) (BITTENCOURT, 2010; FROTA e SCHIFFER, 2001). Assim, pode-se dizer que a água, com relação ao seu entorno imediato, tem um efeito estabilizador. (ROMERO, 2000).
Figura 6 - Brisas diurnas e noturnas entre as massas de terra e água
Fonte: Bittencourt, 2010
2.2.2.2 Fatores climáticos locais
Segundo Romero (2000) os fatores locais “são aqueles fatores que condicionam, determinam e dão origem ao microclima isto é, ao clima que se verifica num ponto restrito”.
a) Topografia
Segundo Romero (2000), a topografia é a consequência de processos geológicos e orgânicos. Para sua análise devem ser verificadas “a declividade, a orientação, a exposição e a elevação das ondulações da superfície da terra”. A topografia pode afetar a temperatura, a velocidade, a direção e no teor de umidade do ar, como também ocasionar desvios ou canalização do fluxo de ar
30 (Figura 7). Além da radiação solar, que é recebida de maneira distinta ao longo da superfície (BITTENCOURT, 2010; FROTA e SCHIFFER, 2001). Assim, regiões com topografia irregular apresentam os microclimas mais diversificados.
Figura 7 - Influência da topografia na formação do microclima
Fonte: Bardou e Arzoumanian, 1980 apud Romero, 2000
b) Vegetação
A vegetação é de grande importância para a formação dos microclimas. Assim como a água, a vegetação pode “estabilizar os efeitos do clima” no seu entorno mais próximo, “reduzindo os extremos ambientais” (ROMERO, 2000) e proporcionando sombreamento. Ela colabora com a redução da temperatura do ar através do seu metabolismo que absorver uma grande parte da radiação, liberando menos quantidade de calor que qualquer outro tipo de superfície. O processo fotossintético ainda contribui para a umidificação do ar, liberando vapores d’água.
A configuração do vento e o sombreamento, provocado pela vegetação, podem ser alterados pela sua forma, dimensão, densidade de suas folhagens, assim como pelo posicionamento entre as árvores e pela distância entre elas e a construção (Figura 8) (MELARAGNO, 1982 e VAN STRAATEN et al., 1965 apud BITTENCOURT, 2010). Sendo assim, segundo Bittencourt (2008), construções localizadas sob a sombra das folhagens recebem brisas frequentemente, desfrutando do sombreamento sem perder o fluxo do vento.
31 Figura 8 - Efeitos da vegetação na configuração do fluxo do vento
Fonte: Boutet, 1987 apud Bittencourt, 2010
c) Superfície do solo
O solo pode ser caracterizado como natural ou artificial/construído. Segundo Romero (2000), o conhecimento da natureza dos materiais superficial, sejam eles naturais ou construídos, é de grande valia para determinar a condutibilidade térmica, os índices de reflexão ou absorção da superfície, que vão influenciar nas condições climáticas locais. Outra grande característica que deve ser avaliada é o albedo – “proporção entre a luz do sol recebida e refletida por uma superfície” (ibidem, 2000). Portanto, quanto mais alto for o albedo de uma superfície, maior será a capacidade de refletir a radiação solar e mais baixa será a sua condutibilidade térmica. Sendo assim, materiais com baixo albedo auxiliam no equilíbrio dos extremos do clima (LAMBERTS, 1997).
2.2.2.3 Elementos climáticos
a) Temperatura do ar
Segundo Lamberts (1997), a temperatura do ar é a variável climática mais conhecida e mais fácil de ser medida. Sua variação é determinada pela quantidade de calor absorvida ou liberada pela superfície terrestre. Portanto, o aquecimento e resfriamento da terra ocorrem através da radiação solar, que é recebida de maneira diferente, devido ao tipo de solo, vegetação, topografia ou altitude; ou pelos fluxos de massas de ar de uma região para outra. Quando a fluxo de ar é baixo, a influência dos fatores locais é maior na determinação da temperatura, de mesmo modo o inverso também ocorre, quando o fluxo de ar é alto, a influência desses fatores é pequena.
O autor ainda afirma que o comportamento da temperatura de uma determinada região pode ser avaliado por meio dos seus dados climáticos. Eles
32 apresentam a amplitude térmica de um local, que é a diferença entre as temperaturas máximas e mínimas. Essa amplitude é influenciada pela umidade do ar, assim, quanto maior a umidade, menor a variação de temperatura. O conhecimento desse dado é de grande importante para o desenvolvimento do projeto arquitetônico, uma vez que ele pode determinar o seu partido.
As propriedades dos materiais também podem ser utilizadas como diretrizes de projeto, a exemplo da inércia térmica. Ela é composta pelo amortecimento e pelo atraso da onda de calor, e caracterizada retenção do calor por um período de tempo (FROTA E SCHIFFER, 2001; LAMBERTS, 1997). Materiais que apresentam essa característica podem auxiliar no aquecimento de edificações em climas secos que possuem grande amplitude térmica, como, por exemplo, o calor armazenado pelo solo pode ser absorvido pela edificação nos horários mais frios para manter a temperatura interna mais amena.
A diferença de temperatura ainda pode provocar outros efeitos. Conforme Padmanabhmurty (1993 apud BITTENCOURT, 2010) a diferença de temperatura entre duas áreas próximas, pode gerar brisas locais de amplas áreas verdes, como parques, em direção a áreas vizinhas urbanizadas, assim como de grandes centros urbanos para áreas suburbanas. Esse fenômeno denominado como Ilha de Calor é muito comum em grandes metrópoles, segundo Lamberts (2005):
“é fenômeno noturno caracterizado pelo aumento da temperatura do ar,
provocado pelo adensamento excessivo dos centros urbanos, em relação à temperatura do entorno não urbanizado da cidade. Embora os efeitos sejam também sentidos durante o dia, o fenômeno se caracteriza pelo pouco resfriamento do ar durante a noite, devido à grande massa de concreto que armazena calor durante o dia e o libera, normalmente à noite, evitando o resfriamento natural do ar no período noturno”
b) Umidade do ar
A umidade atmosférica, ou o vapor d’água contido no ar, é resultado, principalmente, da evaporação das águas e da transpiração dos vegetais (FROTA E SCHIFFER, 2001; LAMBERTS, 1997; ROMERO, 2000). Assim como a umidade do ar influencia na variação da temperatura, esta também interfere na capacidade do ar em conter vapor d’água. Portanto, quanto maior a temperatura, maior a contenção de vapor d’água. Quando este alcança seu valor máximo para uma temperatura, define-se o ar como saturado. Se esse valor de vapor d’água for menor, a proporção
33 é denominada umidade relativa do ar (LAMBERTS, 1997). A topografia e a ocupação urbana são outros fatores que podem alterar a umidade do ar.
Segundo Frota e Schiffer (2001), a observação dos dados de umidade relativa do ar associados aos de temperatura do ar ao longo do ano, permitema delimitação de uma zona de conforto térmico humano como do ambiente construído apropriado ao clima inserido. De tal modo, regiões com o clima seco apresentam grandes amplitudes térmicas diárias, já regiões de clima úmido possuem as temperaturas extremas amenizadas, pois a transmissão de radiação solar nesses locais é reduzida (LAMBERTS, 1997). Porém, em altas umidades relativas existem uma dificuldade maior em evaporar o suor do corpo, o qual é a principal causa de sensação de desconforto térmico (GIVONI, 1991 apud BITTENCOURT, 2008).
c) Precipitações
A evaporação das águas e sua posterior condensação na atmosfera, em forma de nuvens, remanejam a água que é liberada na forma de chuva ou de outras precipitações - orvalho, névoa, neve, granizo - a qual é depositada nos cursos d’água e voltando para o oceano concluindo o ciclo hidrológico, conforme a figura 9 (FROTA E SCHIFFER, 2001; ROMERO, 2000). A temperatura e a velocidade do vento aceleram o processo de evaporação, principalmente no período da tarde quando as nuvens se encontram mais afastadas e “o sol brilha logo após a chuva” (ibidem, 2000)
Figura 9 - Ciclo hidrológico
34 Segundo Frota e Schiffer (2001), nos núcleos urbanos, onde há grande concentração de partículas sólidas suspensas no ar que colaboram com o acoplamento das partículas de águas, as condições são mais favoráveis à ocorrência de precipitações em forma de chuva. Durante o verão, nos trópicos e nas latitudes médias, o percentual de precipitação que é absorvido pelo solo é bem menor, pois a chuva evapora antes mesmo de penetrar no solo (ROMERO, 2000).
d) Movimentos do ar
Como já visto anteriormente, o movimento do ar é resultado das diferenças de pressão atmosférica constatadas pela influência direta da temperatura do ar. Além do fluxo de massas de ar numa escala mais geral, a movimentação do ar também é provocada pela presença de massas de terra e água, pela altitude, pela topografia e pela rugosidade do solo que podem desviar o vento, alterar sua direção ou velocidade ou canalizá-lo. Por todas essas influências, o vento é considerado a variável climática mais inconstante (LAMBERTS, 2005; ROMERO, 2000).
Segundo Romero (2000), a ar se movimenta vertical e horizontalmente. A movimentação horizontal ocorre devido às diferenças térmicas, já a movimentação vertical é influenciada pelos obstáculos e pelo relevo da superfície. Portanto, o incremento do fluxo de ar no eixo vertical varia até uma camada limite, onde sua velocidade é livre de barreiras, denominada altura de gradiente de velocidade do vento (Figura 10). Assim, “a velocidade do vento na altura das construções dependerá do entorno no qual se encontram inseridas” (BITTENCOURT, 2008).
Figura 10 - Gradiente do vento para diferentes áreas
35 Desse modo, pode-se verificar que a movimentação do ar sofre mais influência e variações na cidade que em campo aberto. Por isso, os dados referentes ao vento são coletados em estações meteorológicas localizadas em áreas abertas sem a interferência de construções no seu entorno, a uma altura de 10 m acima do solo. Para que esses dados sejam utilizados na problemática da ventilação natural em edificações, é necessário que sejam feitas correções devido à altura das aberturas (ibidem, 2008).
2.3 ARQUITETURA BIOCLIMÁTICA
Segundo Lamberts, et al. (2005), a bioclimatologia estuda as relações entre o clima e o ser humano. Assim, a arquitetura bioclimática pode ser definida como, a combinação das características do clima e do ambiente local às atividades desenvolvidas pelo homem com a finalidade de elaborar um ambiente que apresente um desempenho térmico adequado, para satisfazer o conforto humano além de reduzir o consumo energético.
Essa preocupação contemporânea em criar uma arquitetura adequada ao clima local surgiu em 1973, com o aumento do preço da energia devido ao embargo do petróleo. Essa crise energética obrigou a sociedade a ponderar o uso de energia, tomando medidas emergenciais de conversação dos recursos, como por exemplo, a não utilização dos próprios. Mesmo, com o fim do embargo, os preços ainda continuaram elevados, por isso era necessário encontrar soluções duradouras para utilizar os recursos naturais de forma racional (LAMBERTS, 1997).
Porém, a utilização da arquitetura bioclimática, como estratégia construtiva, vem sendo aplicada desde os primórdios, quando a tecnologia ainda era pouco desenvolvida e não existiam aparelhos mecânicos e elétricos de controle da temperatura ou da iluminação do ambiente, sendo o projetista obrigado a considerar as condições climáticas, os elementos naturais e os materiais disponíveis na localidade, para alcançar as exigências térmicas de conforto (LANHAM et al., 2004).
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2.3.1 Cartas Bioclimáticas
A partir de estudos realizados com relação aos efeitos do clima sobre o homem, na década de 1960, foi elaborada a primeira carta bioclimática por Olgyay (1963). Nela foram estabelecidas, através da temperatura e da umidade do ar, zonas de conforto, insolação, umidade e ventilação conforme figura 11, a partir dos quais foram propostas estratégias de adaptação da arquitetura ao clima (LAMBERTS, 1997; FROTA e SCHIFFER, 2001).
Figura 11 - Carta Bioclimática de Olgyay
Fonte: Lamberts, 1997
A zona de conforto, localizada no centro da Carta (Figura 8), é a região na qual o homem mantém o seu equilíbrio térmico sem a necessidade de medidas externas para alcança-lo. Porém, segundo o próprio autor (apud STILPEN, 2007), os limites desta zona baseiam-se em “suposições relativamente arbitrárias”, podendo sofrer variação com o mínimo de esforço exercido ou localidade. A exemplo de que sua carta bioclimática foi concebida a partir do clima temperado dos Estados Unidos, em altitude inferior a 300m, supondo que o habitante está usando traje comum (índice Clo = 1,0) e desempenhando atividade leves ou sedentárias (ibidem, 2007); contudo, se ela fosse elaborada para um clima tropical, a Carta apresentaria uma conformação distinta.
37 Em 1969, Givoni (apud LAMBERTS, 1997) cria uma carta bioclimática para países em desenvolvimento, que se baseia na temperatura interna dos edifícios sem condicionamento para definir as estratégias construtivas de adequação da arquitetura ao clima. Levando em consideração que os moradores dessas edificações aceitam uma ampla variação de temperatura e ventilação, o trabalho efetuado por Givoni, segundo estudos realizados, é o mais adequado para as condições brasileiras (ibidem, 1997).
Em relação à Carta de Olgyay, Givoni faz uma releitura, corrigindo algumas limitações e realizando outras modificações (ibidem, 1997). A primeira delas, como já foi explanada, é a análise a partir de ambientes internos em oposição a Olgyay que avalia estritamente a área externa à edificação. Givoni construiu sua carta sobre o diagrama psicométrico, que relaciona a temperatura do ar e a umidade relativa, possibilitando a “delimitação de zonas de atuação, por meio de estratégias, visando à obtenção do conforto térmico” (Figura 12) (STILPEN, 2007).
Figura 12 - Carta bioclimática de Givoni adaptada para o Brasil
Fonte: Lamberts, 1997
Sendo assim, a carta de Givoni (apud LAMBERTS, 1997) foi dividida em nove as zonas de atuação:
1 - Zona de Conforto; 2 - Zona de Ventilação;
3 - Zona de Resfriamento Evaporativo;
4 - Zona de Massa Térmica para Resfriamento; 5 - Zona de Ar-condicionado;
38 6 - Zona de Umidificação;
7 - Zona de Massa Térmica para Aquecimento; 8 - Zona de Aquecimento Solar Passivo e 9 - Zona de Aquecimento Artificial.
A zona de conforto, que também compõe na carta de Olgyay, é caracterizada por não precisar que a edificação adote qualquer estratégia de condicionamento térmico para estabelecer o seu equilíbrio. Assim, as demais regiões são nomeadas de acordo com a melhor solução a ser adotada para que a edificação atinja a sua zona de conforto.
2.3.2 NBR 15220/05 – Desempenho Térmico de Edificações
A Norma Brasileira 15220/05, que trata do Desempenho Térmico de Edificações, está dividida em cinco partes:
Parte 1: Definições, símbolos e unidades;
Parte 2: Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator solar de elementos e componentes de edificações;
Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social;
Parte 4: Medição da resistência térmica e da condutividade térmica pelo princípio da placa quente protegida;
Parte 5: Medição da resistência térmica e da condutividade térmica pelo método fluximétrico.
Assim, de modo geral, tal NBR estabelece um Zoneamento Bioclimático, o qual divide o território brasileiro em oito zonas relativamente homogêneas quanto ao clima e, para cada uma destas zonas, apresenta um conjunto de recomendações técnico-construtivas e detalhamento de estratégias de condicionamento térmico passivo que otimizam o desempenho térmico das edificações, através de sua melhor adequação climática.
A norma - que tem como base para a elaboração das diretrizes e recomendações a Carta Bioclimática sugerida por Givoni (apud LAMBERTS, 1997) -
39 consiste numa importante ferramenta de auxílio aos projetistas no que se refere ao conhecimento das implicações climáticas na concepção projetual e na especificação de materiais construtivos, garantido assim maior sucesso na adequação das edificações ao conforto térmico humano.
2.3.3 Software Analisys Bio
O software Analisys Bio foi desenvolvido na Universidade Federal de Santa Catarina no núcleo de pesquisa em construção civil no Laboratório de Eficiência Energética em Edificações – LABEEE - pelos engenheiros Roberto Lamberts, Luiz Marcelo Schuch e Moisés Lima Dutra. O programa, baseado na carta bioclimática de Givoni, auxilia no processo de adaptação de edificações ao clima local permitindo a plotagem de dados de temperatura e umidade sobre a carta com o objetivo de visualizar a distribuição dos dados climáticos ao longo do ano, além de calcular a porcentagem de horas do ano em que cada estratégia bioclimática é mais apropriada (LABEEE, 2010).
Para elaborar a carta, o programa utiliza tanto arquivos climáticos anuais e horários como arquivos resumidos na forma de normais climatológicas. Através do Analisys Bio foi obtida a Carta bioclimática de Aracaju que será apresentada no item 6.3, para a avaliação das estratégias bioclimáticas a serem utilizadas no desenvolvimento deste trabalho.
3 ANÁLISE DE PROJETO DE HIS DA PREFEITURA DE ARACAJU
Como já citado neste trabalho, para a elaboração de conjuntos habitacionais desenvolvidos pela Prefeitura de Aracaju, são utilizados projetos padrões, que são implantados sem considerar, a implantação, a localização e o entorno onde estão inseridos. Esse processo de construção pode acarretar problemas de conforto térmico, que estão relacionados, por exemplo, à orientação solar e a direção dos ventos.
